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2017年10月12日 (木)

10/12 NHKのコズミック・フロント☆NEXTは”謎の金属天体 プシケ”でした。速記メモ。

今、世界中の科学者が太陽系ある天体に注目している。

電波望遠鏡が観測しているのは小惑星プシケ。
表面のほとんどはむき出しの鉄ニッケル合金だと考えられている。
2017/1、NASAによりこのプシケが探査されることが決まった。
不思議な形のクレータがあるのでは?と期待されている。
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File1.メタルワールドへの冒険
 ナミビア。自然界で鉄の塊は普通見られないが、巨大な鉄の塊が埋もれていた場所が
 ある。ナミビアの草原、人類の祖先が誕生したアフリカの一角。
 ホバ隕石が横たわっている。
 八万年前に落下したと考えられる。1920年、農作業中に見つけられた。
 成分は16%はニッケル、84%は鉄だった。鉄ニッケル合金の塊。
 重さは60トン。重すぎて発見された場所にまだおいてある。
 その後、宇宙にははるかに大きい鉄の塊があることが分かってきた。
 それがプシケ。
 イタリア ナポリ。19世紀の半ばにここで発見された。
 当時、天体探しで世界をリードしていたカポディモンテ天文台がある。
 19世紀のイタリアは小惑星の発見で世界をリードしていた。
 デ・ガスパリスという学者が多くの発見をした。
 しし座の方向に望遠鏡を向けたところ、光の点を見つけた。それがプシケ。
 軌道を導いたところ、ありふれた小惑星に思われた。
 ところが、最近になって光でない観測を行ったところ、新たに分かってきたことがある。
 プエルトリコにある巨大な電波望遠鏡、アレシボ天文台がそれを見つけた。
 小惑星に向けて電波を発信して、反射したものをまた受信する。
 世界で最も強力なレーダだ。1MW出力!
 12.6㎝の波長の電波を当てる観測を行った。反射率は37%。
 通常の岩石質のおよそ三倍。
 これで表面が金属であるとわかった。
 自転するプシケをレーダー観測し続けて形を探ると、少し歪んでいるが
 ほぼ球状で、200㎞もの直径。関東地方からはみ出すほどのサイズ。
 1000京ドルの価値の金属。
 ロサンゼルス。NASAは異例のスピードで探査を決めた。
 ジェット推進研究所JPLのスタッフが発端になった。ブルースビルズ博士。
 (Macbook使ってた)
 岩石と氷の天体は今まで調べられてきたが、金属は未知の世界。
 単純にそれを見てみたいと思ったという。
 具体的な狙いを探していたところ、ある論文が見つかった。
 アリゾナ州フェニックスのリンディー・エルキンス・タントン教授が書いたもの。
 ビルズさんから調査計画を一緒にやらないかと誘われた。
 NASA本部は2015年に比較的低予算のディスカバリー計画の提案募集を行った。
 27の提案が集まった。
 その一つがプシケにカメラや磁力計を積んだ探査機を送り込むプシケ計画。
 2016年、27から5つの最終候補に絞り込まれた。
 2017年1月、プシケ計画が採択された。
 1度目の提案で採択されることはほとんどないがこれは一発で通った。
 探査チームは準備を進めている。
 シモーヌ・マルキさんは金属を使った衝突実験を検討している。
 プシケの表面ではクレーターは岩石質とは全く違うのでは?と考えている。
 ミルククラウンのような形になり、それがそのまま固まるのでは?と。
 5月9日、探査チームが最初の会議を行った。
 参加者は67人。
 探査スケジュールが発表された。打ち上げは2022年8月。9か月後に火星へ、
 そして重力で加速。2026年1月にプシケに到着。20か月にわたって観測する。
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 ニューヨーク。マンハッタンの繁華街で怪しげなお店を発見した。
 宇宙からやってきた鉄隕石を加工したアクセサリをうっていた。
 カンポ・デル・シエロという隕石。アルゼンチンで見つかったそうだ。
 アルゼンチンに行って聞きこむ。
 カンポ・デル・シエロは天空の野という意味だが、誰も隕石のことを知らない。
 知っている人を見つけた。チャコ州にあるらしい。
 公園に隕石が展示されていた。重さは37トン。
 4000年前に、隕石がシャワーのように降り注いだ。
 先住民が矢じりなどを作っていたそうだ。
 2016年、ここで大きな発見があった。
 30トンもある隕石が地下に眠っていた。
 35%のエリアを調査しただけで100トン以上の隕石が回収できた。
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File2.宇宙になぜ鉄の塊があるのか?
 鉄はどこで生まれたのか?
 チリ。最先端の研究現場を訪れた。
 マゼラン望遠鏡だ。
 鏡の直径は6.5m。星の形を調べる特別な装置が搭載されている。
 ラナ・エジディンさんが研究している。
 星に含まれる金属の量が多いか少ないかを観測している。
 ハッブル宇宙望遠鏡で、超新星残骸を見た。
 こうした爆発が宇宙の鉄の起源だと考えている。
 星の中では水素などが核融合を起こし、最終的には鉄ができる。
 寿命を迎えると超新星爆発が起き、宇宙空間に様々な元素が
 まき散らかされる。
 再び集まり、新たな星を生み出す星雲になる。
 この中でプシケのような星が生まれる。
 宇宙空間の鉄はどんな姿をしていた?
 スミソニアン自然史博物館に手がかりが残っている。
 世界で最も多くの隕石が保存されている。
 隕石の95%は岩石質。地球の岩のようだ。
 しかし特別なタイプの隕石を見れば宇宙にまき散らかされた鉄が
 わかるという。
 断面がキラキラと光っている。鉄の粒の形で隕石に残っている。
 でも小さな鉄の粒がどうして巨大なプシケに?
 特別な場所で説明してくれる。
 メテオクレーター。直径1.5㎞、深さは170mもある。
 地球上の岩を調べると宇宙の隕石より鉄が少ないことがわかる。
 鉄はどこに?
 長い時間をかけて惑星が成長すると、マグマのように熱くなり、重い鉄の粒が
 沈んでいき、中心に鉄のコアができる。溶けた鉄が動くことで地磁気が生まれる。
 分厚い岩石におおわれているので見ることはできない。
 3000mの深さにあるコア。まるでプシケのようなもの。
 でもなんでそれが宇宙空間に浮かんでいる?
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 アフリカはナミビア。1990年に独立した。
 観光客が急増中。ナミブ砂漠に向かう。
 夜、空を見上げると、とんでもなく綺麗な星空!
 さらにとっておきの山がある。
 ガンズバーグ山。
 ドイツの天文学者が巨大な望遠鏡を設置しようとしたこともあった。
 頓挫したが、 小屋には天文クラブの望遠鏡は設置されている。
 トールのかぶと星雲などプロ並みの写真。
 さらにヘス(H.E.S.S)という望遠鏡が設置されている。γ線を観測するもの。
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File3.大予測 プシケ誕生のシナリオ
 シリコンバレー。今探査機の設計が行われている。
 SSLという人工衛星メーカー。
 正面玄関には早くも巨大なプシケの模型が。
 工場を案内してもらった。
 別の日本向けの衛星(4K,8Kの放送用)があった。
 人工衛星は経験があるが、地球から出る探査機は初めて。
 太陽電池パネルは大きくしないといけない。
 エンジンは強力だがボディが小さいスポーツカーのよう。
 搭載する装置を見てみよう。
  2台のカメラ。
  ガンマ線・中性子分光計。
  磁力計。とても強い磁気を持つと予想。
 MITで2011年にある仮説が生まれた。
 ベン・ワイスさん。磁気の痕跡を測定する専門家。
 アエンデ隕石を調べた。太陽系のもっとも初期に生まれた隕石の
 かけらだと考えられてきた。
 地磁気を遮断する部屋で高感度な磁力計で詳しく調べたところ、
 長期間にわたって強い磁気を浴びていたことが分かった。
 小さく熱がこもらず、一度も溶けたことがない天体がなぜ?
 エルキンス・タントンさんに相談すると、あるアイデアにたどり着いた。
 内部は溶けて鉄のコアはあるのに、表面は冷えているという仮想的な
 天体があればいいと。天体が小さなうちに加熱され、内部が溶けていれば
 それが磁気を作り出していたかも。
 熱源とは何か?
 ギリシャ。1990年代初頭からそのアイデアを温めていた人がいる。
 イアン・サンダースさん。
 普通の岩石にあるある元素が過熱したと考えている。
 アルミニウム26という放射性物質。
 300万年ほどでなくなる。太陽系の歴史のごく初期。
 超新星爆発でアルミニウム26もできたと考えている。
 アルミニウム26が発熱し、マグネシウムに変化して、それで鉄が溶けて
 コアができたと考えている。
 鉄のコアを覆う岩石はどのように剥がれ落ちた?
 天体衝突の専門家のエリック・アスパーグさんが
 サイズの違う2つの天体(鉄のコアを持つ)が衝突するシミュレーションを
 行った。斜めの角度で衝突すると、鉄のコアの一部が大きい天体に
 取り込まれ、残りはばらばらになって10個の小惑星となった。
 破片の中で一番大きなものはプシケそっくりの鉄の塊だった。
 パン作りのようなもの。(3人の今まで出てきた科学者がパンを作る!)
 パンが惑星。全てのパンが焼きあがったあと、小麦粉やバターのかけらなどが
 キッチンに残る。それが小惑星。
 
 
 

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